Forscher der Texas A&M University in College Station, Texas, USA, haben ein experimentelles Unkrautbekämpfungssystem für Landwirte entwickelt, das einen Roboterhund mit einem Roboterarm, Kameras, KI-Software und einem Propangas-Flammenwerfer verwendet. Der Roboterarm ist am Roboterhund befestigt und hält den Flammenwerfer, der in Position in der Nähe eines Unkrauts bewegt wird und dann die Flamme auslöst. Die Forscher verwenden nur den Rand der Flamme, um das Unkraut zu erhitzen, ohne den Boden zu schädigen.
Die Entwicklung des Systems war jedoch herausfordernd, da Flammen von dynamischen Bedingungen wie Wind, Schwerkraft, Luftdruck, Brennstofftankdruck und der Position der Düse beeinflusst werden. Die Forscher entwickelten ein Modell, um die Größe und Form der Flamme basierend auf der Windstärke zu schätzen. Neben Forschern von der Texas A&M University ist auch ein Autor von Boston Dynamics, dem Entwickler des gelben Roboterhunds Spot, beteiligt, der im experimentellen Unkrautbekämpfungssystem verwendet wird.
Die Hardwareplattform besteht aus einem Spot Mini Roboterhund mit einem 6-Achsen Z1 Arm von Unitree Robotics und Kameras von Intel und Teledyne FLIR. Die Algorithmen für Wahrnehmung, Entscheidungsfindung und Systemsteuerung werden auf dem internen Computer des Hunds, Spot Core, ausgeführt. Die Softwarearchitektur umfasst eine grobe Lokalisierungsalgorithmus zur Unkrauterfassung mittels YOLOv6 und eine Flammenoberflächenmodellierungsalgorithmus zur Bestimmung der Flammenform unter Windbedingungen.
In einem weiteren Schritt bestimmt ein Manipulationsplanungsmodell die Position der Düse des Flammenwerfers basierend auf Informationen über das Zentrum des Unkrauts und die vorhergesagte Oberfläche der Flamme. Ein Bewegungsplan für den Arm wird unter Verwendung des SDK von Unitree erstellt.